Общие сведения
При современном уровне технологии применяются две системы для горизонтального ведения крановых колес. Фланцы используются при работе кранов легкой и средней тяжести. В этом случае боковое смещение предотвращается путем скольжения реборды по рельсу. Преимуществом данного метода является простая конструкция. Для бокового ведения крана не требуется, кроме подкранового колеса с полкой и подкранового рельса. Недостатком данного метода является большой износ колес и рельса. На рисунке 01 показано рабочее колесо с гребнем на рельсе KS.
Второе возможное решение - применение боковых направляющих роликов. В данном случае колесу крана не требуется реборда, оно может свободно перемещаться из стороны в сторону по рельсу пути, если не принимать во внимание трение. Если реборды колеса также присутствуют, то они служат только для предотвращения схождения с рельса. Неизбежный перекос крана предотвращается боковыми роликами, которые находятся либо у крановых колес, либо расположены перед или за осями крана. Преимущество данного решения заключается в значительном уменьшении направляющих сил, поскольку боковые направляющие ролики всегда прижимаются к подкранному рельсу пружиной. Кроме того, износ боковых направляющих роликов и кранового колеса значительно ниже. Тем не менее, для такого типа бокового направления требуется определенное пространство для сборки рядом с крановым рельсом, а также он имеет более высокую первоначальную стоимость. На рисунке 02 показано ограничение смещения с помощью боковых направляющих роликов на рельсе KS.
Расчет нагрузок от перекоса
Отклонения в размерах, износ и люфт в поперечных направляющих приводят к перекосу крана. При этом между осями крана и осью подкранового пути образуется угол смещения α (см. рисунок 03).
Величина горизонтальных реакций от перекоса зависит от различных граничных условий. Кроме типа бокового ограничения, решающее значение имеют расположение направляющей и система шасси крановых колес. Размеры крана, положение центра тяжести и сумма всех колесных нагрузок также влияют на величину сил перекоса. На рисунке 04 показаны четыре варианта конструкции и результирующие горизонтальные силы реакции, включая соосность.
Производители кранов всегда указывают величину боковых направляющих сил в технической спецификации крана. Если производитель крана не известен на момент расчета подкрановой балки, боковые направляющие силы у мостовых кранов можно задать в упрощенном порядке по норме DIN EN 1991-3, глава 2.7.4 [1].
Пример и ввод данных в программе CRANEWAY
Для данной технической статьи компания ABUS Kransysteme любезно предоставила нам паспорт крана на двухмостовой мостовой кран (ZLK) грузоподъемностью 10 тн. Кран управляется с одной стороны с помощью боковых направляющих роликов. На рисунке 05 в форме таблицы указаны воздействия нагрузок по норме DIN EN 1991-3. Под таблицей схематическое изображение крана сверху с указанием стрелок нагрузки и обозначений нагрузок.
Для экономичности расчета особенно важно принять во внимание боковые направляющие силы (а также остальные горизонтальные силы) в правильном направлении и в соответствующей балке. В CRANEWAY можно определить нагрузки для балки с максимальными колесными нагрузками и для балки с минимальными колесными нагрузками. При этом необходимо учесть направление движения крана и обозначение крановых колес, а также положительное направление соответствующей нагрузки на основе направления стрелки нагрузки в графическом изображении. На рисунке 06 указана сила перекоса S и соответствующие горизонтальные силы HS для отдельных осей крана.
Указанные значения определены следующим образом.
Балка с минимальным W:
Sd = γQ ⋅ S = 1,35 ⋅ 12,80 = 17,28 кН
HS,min,2,d = γQ ⋅ HS,min,2 = 1,35 ⋅ 3,10 = 4,18 кН
HS,min,1,d = γQ ⋅ HS,min,1 = 1,35 ⋅ -0,20 = -0,27 кН
Балка с максимальным W:
HS,max,2,d = γQ ⋅ HS,max,2 = 1,35 ⋅ 10,50 = 14,17 кН
HS,max,1,d = γQ ⋅ HS,max,1 = 1,35 ⋅ -0,60 = -0,81 кН
Заключение
Силы от перекоса неизбежно возникают в подкрановых путях. Тем не менее, при правильном выборе бокового ограничения смещения всегда можно найти экономичное решение для конкретного случая. Это требует правильного учета боковых направляющих сил в расчете. Данная статья облегчит работу пользователей с программой CRANEWAY.